[发明专利]基于山梨糖醇-多胺聚合物的基因传递系统用于肺癌基因治疗

说明书

技术领域

本发明涉及医用材料，纳米技术和基因递送领域，特别是涉及基因纳米颗粒的制备和其特殊通路传递基因，来用于基因可控释放的系统。 

背景技术

基因治疗已渐渐地作为治疗癌症的最有希望治疗手段之一(Merdan，etal.，2002)。由于裸基因经常会遭受酶的降解，肾的过滤而清除，细胞吸收差，不能有效逃离溶酶体而进入细胞质，因此，开发安全有效的基因传递系统用于有效载有治疗基因进入靶点是基因治疗技术成功与否的关键(Gao，etal.，2003；Jiang，et al.，2007；Shen，etal.，2012)。直到现在，临床上所用的绝大多数基因治疗都是以修饰后的病毒为载体。但是，病毒载体本身的免疫原性，严重的毒副作用以及生产上的问题已经驱使科学家去寻找非病毒载体(Jiang，etal.，2007；Thomas，etal.，2003)。近年来，非病毒载体受到人们的广泛关注，因为这些载体制备容易，且稳定，容易改造，对所载基因的大小没有限制，而且与病毒载体相比相对安全(Lungwitz，etal.，2005；Mintzer，etal.，2009)。但是，尽管具有这些优势，与病毒载体相比，现有的非病毒基因载体仍然存在转染效率低等缺点(Jiang，etal.，2007；Anderson，etal.，2003)。 

聚乙烯亚胺(polyethylenimine，PEI)是一种使用最广泛的非病毒基因载体之一。由于其在很多类型细胞内具有较高的转染效率，所以被称为非病毒基因载体“金标准”(Boussif，etal.，1995；Park，etal.，2006；Boussif，etal.，1996)。但是，据报道，PEI具有很大的细胞毒性，而且其细胞毒性具有分子量依赖性；高分子量的PEI的细胞毒性较大(Jiang，etal.，2007；Fischer，etal.，1999)。因此，有必要用生物相容性的人内源性的多胺类化合物代替PEI。 

小分子多胺是基因传递的优良载体，但是其分子量小，压缩核酸的能力有限，因此有必要将其合成聚合物。精胺(spermine，SPE)是多胺小分子的典型代表。它存在于所有的真核细胞内，在细胞内代谢中发挥一定的作用，所以它是很好的生物相容性的材料(Allen，etal.，1983；Jiang，etal.，2011)。而且SPE具有四个胺基，分别是两个仲胺和两个伯胺。这些胺基可以与乙烯基通过迈克尔加成反应生 成具有高缓冲容量的聚精胺类高分子(Jere，etal.，2009；Duan，etal.，2012)。在以前的研究中，我们也报道过甘油丙氧基三丙烯酸酯(GPT)和精胺通过上述反应生成的聚精胺类高分子作为生物相容性的基因载体-GPT-SPE(Jiang，etal.，2011)。GPT-SPE聚合物具有低的细胞毒性和血浆中稳定性好的特点。但是其转染效率仍然较低。 

另一方面，肺吸入式传递基因给肺紊乱疾病提供了治疗上的希望，而且较侵入式的给药来说具有很多优势，因为肺吸入式传递系统可以让DNA沉淀在肺部，绕过系统循环，延长在肺部的滞留时间(Gautam，etal.，2003)。因此，在此发明中，我们开发了一种使用山梨糖醇乙烯基乙二酯(sorbitol diacrylate，SD)与精胺通过迈克尔加成反应合成的基于聚山梨糖醇-精胺(SD-SPE)的改良基因传递系统，因为有很多研究表明基于山梨糖醇的传递体可以增加吸入式肺肿瘤基因传递的转染效率(Higashi，etal.，2009；Maiti，etal.，2007)。另外，山梨糖醇广泛存在于植物中，由于其具有良好的水溶性和无毒性，在食品工业得到广泛的应用(Maiti，etal.，2007)。在此发明中，对SD-SPE/DNA复合物的物理化学性质进行了表征，它们的细胞内摄取实验，转染效率以及细胞毒性试验也进行了表征。而且考察了肺吸入后的体内转染效率和毒性。而且，SD-SPE/Pdcd4的抑制肿瘤的能力在肺癌肿瘤模型小鼠K-ras^LA1上得到验证。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效地介导DNA递送到靶细胞中的聚合物。本发明制备的基于聚山梨糖醇-精胺的高分子材料能有效地压缩DNA而且更有效地传递到细胞内，然后很好地释放DNA。 

本发明进一步的目的在于提供一种用来有效地进行DNA递送的生物相容性的聚合物，从而减少载体的细胞毒性。 

本发明的更重要的一个目的在于提供一种用来把治疗基因递送到肺肿瘤模型小鼠靶部位的方法。